Le ballon solaire ECS (MAJ 26/06/17)
Avec 16 m² de captage, j'ai souhaité un ballon ECS avec une capacité maximum. Au vue des encombrements, je ne pouvait passer qu'un ballon de 500l (ça pèse quand même 200kg à vide ! ! !).
Il faut, au mois de mars, 4 hrs de chauffe (ensoleillement permanent) pour passer 500l de 15°C à 70°C
Particularité hydraulique
Mon système étant en drainback, lorsque je chauffe le stock mon circuit solaire est à pression atmosphérique constante. A partir du moment où le système bascule en mode chauffage ECS, le circuit solaire passe en circuit fermé et donc, en fonction de la température, il monte en pression.
Il faut ABSOLUMENT limiter et évacuer la surpression sinon c'est la fuite assurée !
Il y a donc 3 éléments de sécurité :
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2 limiteurs de pression mécaniques tarés à 3 bar
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1 pressostat réglé à 2.8 bar
Lorsque le pressostat enclenche, la commande manipule brièvement la vanne 3 voies pour délester le trop plein d'eau dans le stock puis se referme. On peut observer (en accéléré) sur le manomètre du limiteur de pression ci-dessous la chute de pression :
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1er "clac" le pressostat enclenche
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quelques secondes plus tard le 2ème "clac" le pressostat déclenche, la commande à réagit.
Vidéo ci-dessous :
Couplé a ceci, un 2ème limiteur de pression est positionné au point haut du circuit solaire. Effectivement, si EDF vient à couper le courant, la circulation va s'arrêter mais pas de vidange par gravité et donc vaporisation de l'eau ! !
Il faut donc évacuer cette vapeur qui va monter en pression (et se loger le plus haut possible dans le circuit solaire) sinon la cocotte explose :
Le débit solaire en mode chauffage ECS (MAJ 26/06/17)
Les caractéristiques de débit durant la phase de chauffe ECS sont :
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4.2 l/min par champ de 4 capteurs (soit 4 x 2 = 8m²) ...... donc 8.4 l/min pour le champ complet de 16m² de capteur
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Donc 8.4 x 60 = 504 l/h ...... (soit 504 / 16 = 31.5 l/m² capteur/h) ..... on commence à chatouiller le low flow !
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Ceci fait une vitesse de circulation dans l'échangeur au bas du ballon (de Øint20) de 504 / (2.827 x 20²) = 0.45 m/s
On remarque donc que la vitesse est relativement lente (bon échange thermique dans le ballon) et capable d'alimenter 8 panneaux en parallèles en garantissant :
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le débit des constructeurs des panneaux (préconisé en standard à 50 l/m²/h)
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une vitesse de transport du fluide solaire assez rapide entre le ballon et le champ de capteurs (1.1 m/s pour le retour chaud)
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de minimiser les pertes de charges pour des diamètres de circuit de Øext18.
Le préchauffage de l'ECS en hiver
Lors de la construction, je n'avais pas pensé "solaire". Du coup, je me retrouve avec certaines contraintes en ce qui concerne la position géographique des ballons (diamétralement opposés) :
Finalement, j'ai quand même effectué les transformation en isolant correctement les tuyaux.
L'eau froide traverse le ballon électrique existant de 300l (résistance OFF) et alimente le ballon solaire pour finalement distribuer l'ECS aux différents points de puisage :
Une résistance à mi-hauteur du ballon solaire me permet de chauffer tout de même 200l d'eau si le soleil est parti en vacances trop longtemps ailleurs.
En hiver, l'eau froide rentre à 9°C dans le ballon. Il faut donc que la résistance amène le complément.
L'objectif est de préchauffer l'ECS avec le soleil (quand il y en a) et de l'acheminer en tant "qu'eau froide" au ballon électrique. J'arrive en plein hiver à chauffer 500L à 35°C avec 16m² de capteur. C'est donc mon "mode hiver" pour l'ECS.
Le complément de calories sera balancé dans le stock :
